MATERI KULIAH IPA-1

JURUSAN PENDIDIKAN IPA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM

FOTO YANG RELEVAN

UNIT 13:

GERAK BENDA

LANGIT

Latar Belakang• Pada K-13 Kkelas VII terdapat KD sebagai berikut :

– 3.11 Menganalisis sistem tata surya, rotasi dan revolusibumi, rotasi dan revolusi bulan, serta dampaknya bagikehidupan di bumi

– 4.11 Menyajikan karya tentang dampak rotasi dan revolusibumi dan bulan bagi kehidupan di bumi, berdasarkan hasilpengamatan atau penelusuran berbagai sumber informasi

• Kemampuan apa saja yang harus dilatihkan ke siswa?• Materi apa saja yang harus dipelajari siswa?• Bagaimana kegiatan belajar yang sesuai dengan kemampuan

dan materi tersebut?

I Introduction – 5’

Tujuan

Setelah mengikuti sesi ini, mahasiswa

mampu:

• Memahami maksud Kompetensi Dasar (KD) dan lingkup materi

dalam KD 3.11 dan 4.11 KelasVII

• Menganalisis berbagai komponen penyusun dan berbagai

fenomena pada sistem tata surya

• Menganalisis konsep gerak benda langit,: Rotasi-revolusi bumi

dan bulan

• Menganalisis dampak gerak benda langit bagi kehidupan di bumi

• Mengembangkan ide pembelajaran di sekolah yang sesuai

dengan “kemampuan” dan “Konten Materi” pada KD 3.11 dan

KD 4.11 KelasVIII

Garis Besar Kegiatan

Connection – 10’• Recall : Pemahaman tentang gerak

benda langit

• Gerhana

• Perubahan musim

Introduction - 5’• Dosen menyampaikan latar

belakang, tujuan, dan garis

besar langkah kegiatan.

Extension/

Penguatan – 2’• Baca buku Fisika

Universitas

tentang gerak

benda langit

Application – 80’• Analisis Sistem Tata Surya

• Simulasi gerak BUMI-BULAN

• Simulasi gerak Bumi-Bulan

Matahari

Reflection – 3’• Mengingat kembali:

- Komponen

“Kemampuan” dan

“Konten Materi” apa

saja yang terdapat

pada KD 3.14

Connection

Ungkap Pendapat (10’)

• Saat ini ilmuan memandang bahwa sistem tatasurya kita mengikuti paham heliosentris sebagaiganti geosentris. Apa maknanya? Jelaskan?

• Bagaimana bentuk orbit planet mengelilingimatahari?

• Bagaimana menghitung periode revolusi suatuplanet?

• Mengapa gerhana bisa terjadi?

• Apa yang menyebabkan terjadinya perubahanmusim?

C

Application – 80’

Kegiatan 1: SistemTata Surya

• Apa yang Anda fahami tentang Sistem Tata Surya?

Sistem yang terdiri dari matahari dan sejumlah benda angkasayang terikat secara gravitasional dengan matahari, yaitu Planet-planet, satelit, komet, planet minor atau asteroid, meteroidadan gas serta partikel mikroskopik antar planet

A

Gambar Tata Surya

Diskusi tentang sistem tata surya untuk mengisi tabel berikut:

Tugas

Klasifikasi Anggota Tata Surya

Planet Asteroida Satelit Komet Meteor

Definisi

Contoh

Klasifikasi Planet

NoNama

Planet

Berdasarkan

letaknya

terhadap orbit

bumi

Kategorisasi

Letak terhadap

orbit MarsUkuran

P.Inferior P.Superior P. Dalam P.Luar P.Terrestrial P.Jovian

1

2

3

4

Besaran Fisis Planet

No. Nama Planet

Jarak

dari

Matahari

Kala

rotasiKala revolusi massa

Gravitas

i

Kecepat

an

Lepas

1

2

3

4

5

6

7

dst

Lintasan Planet Mengelilingi Matahari

• Berbentuk elips dengan eksentrisitas kecil(mendekati nol), sehingga mendekati bentuklingkaran.

• Kecuali pluto yang memiliki eksentrisitaspaling besar (0,249)

• Eksentriitas merupakan bilangan yang menunjukan kepipihan suatu elips, semakinbesar eksentrisitasnya, maka semakin pipihelipsnya. (0 < e< 1)

Lintasan Planet Mengelilingi Matahari(2)

Satuan Jarak

• Jarak Rata-rata Bumi-Matahari adalah149.680.000 km.

• Jarak tersebut dijadikan sebagai standar satuanjarak dalam astronomi.

• Didefinisakan bahwa 1 SA = 149.680.000 km• Jarak Bumi-Matahari kurang lebih 400 kali jarak

Bumi-Bulan• Garis tengah Matahari kurang lebih 400 kali garis

tengah Bulan.• So?

• Matahari?

Planet:

–Berdasarkan letaknya terhadap orbit bumi:

• Planet inferior

• Planet Superior

–Berdasarkan letaknya terhadap orbit Mars:

• Planet dalam

• Planet Luar

–Berdasarkan ukurannya:

• Planet Terrestrial

• Planet Jovian

Satelit

• Benda angkasa yang bergerak (berevolusi) mengitari suatu planet

• Kebanyakan satelitmengitari planet induknyadari barat ke timur danbidang orbitnya ada dalambidang ekuator satelitinduknya.

Satelit• Hampir semua planet memiliki satelit, kecuali Mercurius

dan Venus

• Jupiter dan Saturnus memiliki satelit terbanyak: 16

• Uranus: 5

• Neptunus dan Mars : 2

• Total 42

• 6 satelit yang besarnya lebih besar/sama dengan bulan: Io, Europa, Ganymade dan callisto (satelit jupiter), Titan ( satelit saturnus), dan Triton (satelit Neptunus).

• Ganymade merupakan satelit terbesar dalam tata surya(diameter: 5270 km)

• Titan adalah satu-satunya satelit yang memiliki atmosfer.

KOMET• Komet/bintang berekor:

merupakan objek yang munculnya secara tiba-tiba, penampakannya umumnyadisertai dengan jumbaicahaya

• Merupakan kumpulan gas yang beku dengan partikelpadat sebagai intinya.

• Beredar mengitari mataharidalam orbit elips denganeksentrisitasnya yang sangat besar.

Komet (2)

• Ketika dekat dengan matahari komet menjadipanas, sebagian materinya menguapmembentuk awan gas yang bercampur debumenyelubungi inti, ini disebut koma.

• Partikel yang mengelilingi koma bersama intimembentuk kepala komet.

• Semakin dekat matahari, tekanan radiasi danangin ion matahari mendorong partikel dangas menjauh dan membentuk ekor komet.

Gambar Komet

Komet (3)

• Terdapat orbit komet dengan eksentrisitasmendekati satu, menyerupai parabola, sehinggaperiode orbitnya hingga jutaan tahun

• Beberapa komet memiliki eksentrisitas rendahsehingga periodenya dapat ditentukan, ia disebutsebagai komet periodik:– Hally (76 thn), Biela (7 tahun), Encke (3,3 thn)

– Biela ditemukan pada tahun 1772, padakemunculannya tahun 1846 terpecah menjadi duakomet, setelah itu tidak muncul lagi.

Asteroid/Planet Minor

• Terdiri dari puluhan ribu planet kecil denganukuran pada kisaran beberapa km

• Asteroid terbesar adalah Ceres (diameter: 1035 km)

• Bergerak dari barat ke timur dalam orbit elipsdengan eksentrisitas hampir sama dengan bumi.

• Berada pada jarak 2,5 sampai 3 SA dari mataharidengan periode 4-6 tahun

• Terletak antara orbit mars dan jupiter

Asteroid/Planet Minor

HUKUM BODE

• Keteraturan jarak suatu planet ke mataharimemenuhi deret bilangan yang dikenalsebagai hukum Bode (1772) dengan rumusan:

D= 0,4 + 0,3 x 2n

D: jarak planet dalam SA

n=- tak hingga untuk merkurius, 0 untuk venus, dan bertambah satu untuk planet berikutnya.

• Pada urutan kelima, pada posisi antara Mars danJupiter yaitu angka 2,8 SA belum ada planetnya.

• Pada awal abad 19 Gauz dan Von Zach menemukan benda baru yang kemudian diberinama Ceres, elanjutnya ditemukan benda-bendalain pada lokasi yang hampir berdekatan Pallas, Juno dan Viesta hingga akhirnya ditemukansekitar 5000 benda kecil yang mengumpuldisekitar jarak 2,8 SA. Benda ini lalu diberinamaAsteroid/planet minor.

Meteorida

• Benda-benda kecil yang mengelilingi matahari, keberadaannya baru diketahuiketika benda tersebutmemasuki atmosfir bumi danmemanas karena gesekan.

• Uap bercahaya yang dihasilkannampak seperti bintang yang bergerak di langit, gejala inidinamakan meteor.

• Meteor semakin banyak dijumpai setelahtengah malam, Kenapa?

Asal Mula Meteorida• Meteorid Asteroidal/keplanetan:

– Berasal dari pecahan asteroida, orbit elips denganperiode pendek, terjadinya sewaktu-waktu atausporadis (tidak memiliki pola periode tertentu)

• Meteorid Kekometan:

– Berasal dari hancuran komet dengan orbit elips yang sangat pipih dan sering berimpit dengan orbit bekaskomet tertentu. Bila bumi memotong orbit kelompokmeteorid ini akan terjadi hujan meteor

• Meteorid Parabolis:

– Benda kecil yang asal mulanya belum diketahui, tetapimasuk anggota tata surya. Orbitnya mungkinterganggu oleh planet lain.

Meteorida

Meteor

Meteorit

Kedudukan Planet Superior

MatahariBumi

C :KonjungsiOposisi: O

Kuadran Timur

Kuadran Barat

Kedudukan Planet Inferior

Matahari

BumiKonjungsi Dalam

Oposisi: O

Elongasi Timur

Elongasi Barat

Konjungsi Luar

Periode Sideris dan Sinodis

• Waktu yang dibutuhkan oleh suatu planet dalam peredarannya sampai kedudukansemula atau satu kali edar dinamakan PeriodeSideris.

• Waktu edar planet dari suatu posisi ke posisiyang sama lagi terhadap matahari, misalnyadari kedudukan oposisi ke kedudukan oposisiberikutnya disebut Periode Sinodis

Contoh: Sinodis pada Planet dalam

Matahari

B1A1

A2

B2

A3

B3

Waktu yang dibutuhkan oleh Planet A sampaikembali mencapai posisi bertindihan denganplanet B ini disebut Periode Sinodis Planet A terhadap Planet B

Contoh kasus: Bumi dan Planet diLuarnya

B1 A1

A2B2

A3

B3

Pada saat yang sama,

Suatu ketika bumi telah berada

pada posisi B2 dan menempuh

sudut:

Sedangkan Planet Luar A, telah

berada pada Posisi A2 dan

menempuh sudut:

Selisih sudut antara keduanya:

P

0

21

360MBBSudut

P

0

21

360MAASudut

PP

00 360360

• Setelah satu periode sinodis planet A, bumiada di B3 dan planet ada di A3. Beda sudutantara bumi dan planet adalah 3600

• Sehingga kini persamaannya menjadi:

SPP

SPP

SPP

111

111

360360360 0

00

Geak Retrogade

• Gerakan planet yang “seolah” mundur daritimur ke barat.

• Bagaimana hal ituterjadi?

• Retrogade Motion yang terjadi pada planet Mars sebenarnya adalah gerak semu yang terjadi bila dilihat dariBumi, gerak ini disebut gerak relatif (Hk. Einstain ttg gerakRelatif).

• Pada keadaan normal kecepatan revolusi bumimengelilingi matahari adalah lebih cepat dibanding planet Mars, sehingga pada titik tertentu gerakan planet mars dilangit seperti berbalik arah padahal gerak bumi inilah yang sebenarnya menyalip planet mars pada garis edarnyamasing masing.

Application – 80’

Kegiatan 1: Simulasi Gerak Bumi-Bulan

(10’)

• Perwakilan kel. 1 ditunjuk untuk menjadi bumi

• Perwakilan Kel. 2 ditunjuk untuk menjadi bulan

• “bulan” bergerak mengelilingi bumi, dalam satu putaran

wajah “bulan” harus terus melihat bumi

A

Diskusi Simulasi-10’

• Apa yang dapat Anda amati dalam simulasitadi?

• Bagaimana periode revolusi bulan jikadibandingkan dengan periode rotasinya?

• Berapa lama periode revolusi bulanmengelilingi bumi?

NB : Periode revolusi bulan mengelilingi bumidisebut juga periode sideris

Kegiatan 2- Simulasi Gerak Bumi-Bulan-Matahari-10’

• Perwakilan Kel. 1 ditunjuk untuk menjadi Bumi

• Perwakilan Kel. 2 ditunjuk untuk menjadi Bulan

• “bulan” bergerak mengelilingi bumi, dalam satu putaran wajah

“bulan” harus terus melihat bumi

• Perwakilan Kel. 3 ditunjuk untuk menjadi Matahari

• Perwakilan Kel. 4,5,6 ditunjuk untuk menjadi bintang

• Matahari diam di tengah, Bumi dan bulan berotasi sambil

berevolusi mengelilingi Matahari

• Bintang diam berdiri pada penjuru yang berbeda

Diskusi Simulasi-15’

• Apa yang dapat Anda amati dalam simulasi tadi?

• Apa yang menyebabkan terjadinya perubahan siang danmalam?

• Apa yang disebut dengan satu tahun?

• Pada keadaan bagaimana bulan dikatakan menyelesaikan satuperiode sinodisnya?

• Pada keadaan bagaimana terjadi gerhana Bulan?

• Pada keadaan bagaimana terjadi gerhana Matahari?

• Mengapa rasi bintang yang terlihat di langit berubahsepanjang tahun?

• Mengapa terjadi perubahan musim?

Bumi dan Gerak Benda Langit

• Gerak harian benda langit:

Gerak benda-benda langit dari timur ke barat selama +/- 24 jam dalam satu kali kitaran.

• Gerak harian tersebut merupakan efek dari rotasi bumi

Rotasi Bumi

• Bumi kita berputar seperti gasing. Gerak putar Bumi pada sumbu putarnya ini dinamakan gerak rotasi.

• Untuk menyelesaikan satu putaran (satu periode rotasi), dibutuhkan waktu 23 jam 56 menit 4.1 detik.

• Gerak rotasi Bumi inilah yang menyebabkan terjadinya siang-malam dan pergerakan semu benda-benda langit.

Akibat Rotasi Bumi:

• Gerak harian benda langit dari timur ke barat(terbit di timur, terbenam di barat, danterjadinya pergantian siang malam).

• Terjadi pepatan bumi di arah kutubnya(momentum sudut lebih besar pada daerahequator )

Revolusi Bumi

• Gerak bumi mengitari matahari disebut gerakrevolusi bumi.

• Bidang orbit bumi mengitari matahari disebutbidang ekliptika.

• Letaknya miring 23,5o terhadap bidang equator langit (perpanjangan bidang equator bumi).

• Periode revolusi bumi = 365.25 hari. Gerakrevolusi bumi disebut juga gerak tahunan bumiatau gerak annual.

21 Maret: Awal musim semi

21 Juni: musim panasSummer Soltstice

23 Sept: Awal musim gugur

23 des:musim dinginWinter Soltstice

Akibat Revolusi Bumi :

• Pergantian musim

• perbedaan lamanya siang dan malam

• Gerak semu tahunan matahari

• Terlihatnya rasi bintang yang berbeda dari bulan ke bulan

• Terjadinya paralaks bintang.

• Terjadinya pergantian musim di permukaan bumi

Periode Sideris dan Sinodis Bulan

• Periode revolusi bulan mengelilingi bumi satu putaransempurna adalah: 27d 7h 43m 11,5s atau 27,32166 hari. Periode ini disebut Periode sideris

• Namun selama periode sideris, bumi dan bulan telahbergerak mengitari matahari sekitar 270 atau 1/13 perjalanan mengitarai matahari.

• Sehingga untuk kembali keposisi Oposisi berikutnyadibutuhkan waktu sekitar dua hari lagi. Periode ini disebutperiode sinodis (29, 5 hari), yaitu periode revolusi bulanterhadap matahari Satu bulan qomariyah.

A

A’

B

• Perbedaan periode sideris dan sinodis ini menyebabkanbulan tampak bergerak di bola langit ke arah timur rerata130 tiap harinya.

• Sedang matahari sendiri juga bergerak ke arah timurrerata 10 tiap hari.

• Akibatnya bulan akan nampak bergerak ke arah timur darimatahari 120 perhari.

• Sudut tersebut setara dengan sekitar 50 menit. Itulahsebabnya bulan nampak terbit terlambat 50 menit tiaphari.

Fasa-fasa bulan

• Pada saat bulan beroposisi terhadap bumi: bulan purnama memungkinkan terjadinya gerhana bulan, jika?

• Pada saat bulan berkonjungsi terhadap bumi (ijmak): bulan baru memungkinkan terjadinya gerhana matahari, jika?

• Hilal: kenampakan bulan sesaat setelah bulan baru.

Gerhana

• Tidak setiap bulan baru terjadi gerhana matahari, sebagaimana tidak pada setiap bulan purnamaterjadi gerhana bulan.

• Hal ini karena orbit bulan tidak sebidang denganmatahari, miring 5 derajat.

• Jadi gerhana hanya terjadi pada saat bulan beradapada simpul A atau B.

• Jadi selama satu tahun, hanya akan terjadi gerhanadua kali.

• Umbra Total

• Penumbra Parsial

• Antumbra Annular

1. Apa sajakah komponen POKOK rumusan suatu KD?

2. Apasajakah kemampuan yang dituntut pada KD 3.14 Kelas VIII Kur 2013?

Reflection – 5’R

Extension :

• Bacalah referensi yang terkait dampak perubahan musim bagi

kehidupan manusia

Extension/Penguatan – 5’E